DE1763728C3 - Elektrischer Schwingankermotor mit veränderbarer Eigenfrequenz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Anpassung der Eigenfrequenz des schwingenden Systems eines Schwingankermotors an unterschiedliche Netzfrequenzen mittels Zusatzmassen, insbesondere für Trockenrasierapparate.

Derartige Einrichtungen sind vor allem in den Ländern erforderlich, in denen das allgemeine Stromversorgungssystem mit unterschiedlichen Netzfrequenzen ausgestattet ist.

Die Anpassung der Eigenfrequenz an die Netzfrequenz kann zum eiren durch Änderung der Federkennlinie, zum anderen aber auch durch Änderung des Trägheitsmoments, also durch Verlagerung oder Änderung der Trägheitsmasse des schwingenden Systems erfolgen.

Beispielsweise sind Schwingenkermotore für elektrische Trockenrasierapparate bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 162 462), bei welchen die Anpassung der Eigenfrequenz des schwingenden Systems durch Veränderung der Richt kraft einer Rückstellfeder vorgenommen wird. Das schwingende System besteht bei einer besonderen Ausführungsform dieser Art aus zwei, die beiden Magnetarme enthaltenden, bewegten Einzelsysteme. Die Veränderung der Richtkraft der Rückstellfeder erfolgt hier derart, daß sich dabei die Relativlage der beiden bewegten Systeme nicht ändert und die für die Vermeidung von störenden Vibrationen erforderliche Koinzidenz der Schwerpunkte dieser bewegten Systeme in deren Schwingungsmittellage nicht verlorengeht.

Ferner kennt man Schwingankermotor (deutsches Gebrauchsmuster 1 81¹J 727), bei denen die Rückstellfedern als SchriMjhcnfedern beiderseits des Schwinghebeis und schräg in Richtung zum Anker /wischen senkrecht zur Federachse stehenden, axial verstellbaren Lagern angeordnet sind u.id eine voil oder annähernd volle Windungszahl haben, so daß ihre Federkonstanten und damit die Eigenfrequenz des Systems durch Drehen der Federn in den Lagern in engen Grenzen verändert werden kann.

¹S Bei einem weiteren bekannten Schwingankermotor (deutsche Patentschrift 1 174 4 lh) mit einem an einer Blattfeder befestigten Anker sind /ur tn'.iriebsnolwendigen Einstellung der Federkonstante und damit der Resonanzfrequenz de» Systems ein oder mehrere verschiebbare Klemmstreilcn vorgesehen, mit denen die Finspannlänge der Bettfeder und damit ihre freischwingende Lange so verändert wei.ien kann. daK die Federkonstante dem magnetischen Fluß des Schwingankermotor s l ntsprieht

Die Frequenzabstimi..ung des mechanischen Systems durch Änderung der Federkennlinie läßt sich aber meist nicht genügend exakt durchführen, wie es bei Trockenrasierapparaten erforderlich ist, da die Toleranzen bei Federn im allgemeinen zu groß sind.

Man ist deshalb bei einem anderen bekannten Schwingankermotor (deutsche Patentschrift 82K884) dazu übergegangen, die Frequenzabstimmung durch Verlagerung der Trägheitsmasse vorzunehmen. Zu diesem Zweck ist am Schwinghebel zusätzlich eine Masse in Form einer Schraube angeordnet, die in Richtung auf die Schwingachse verstellbar ist, wodurch das Trägheitsmoment des schwingenden Systems verändert und damit die Eigenfrequenz des Systems eingestellt weiden kann.

+o Die schwingende Zusatzmasse ist aber ständig mit dem Schwinghebel verbunden, nicht ohne weiteres von außen zugänglich und kenn während des Betriebes des Gerätes nicht verstellt werden, so daß diese Frequenzabstimmung vom Verbraucher selbst prak-

tisch nicht vorgenommen werden kann. Außerdem lassen sich mit derartigen Anordnungen nur kleine Frequenzänderungen erzielen, da insbesondere bei Trockenrasierapparaten wegen des geringen zur Verfügung stehenden Raumes die notwendigen großen Verstellwege für die Zusatzmasse nicht untergebracht werden können.

Schließlich ist es bei Schwingankermotoren für größere Maschinen, ζ. Β Schwingförderinnen, Schwingsiebe und Rüttelmaschincn grundsätzlich bekannt (deutsches Gebrauchsmuster 1741393, deutsche Patentschrift 801 237), die Eigenfrequenz des schwingenden Systems durch Anbringen oder Wegnehmen von Zusatzmassen in einem größeren Bereich zu ändern, jedoch kann diese Maßnahme ebenfalls nicht während des Betriebes der Maschine vorgenommen werden und ist in dieser bekannten Weise insbesondere bei kleineren Geräten wie Trokkenrasierapparate od. dg), nicht anwendbar.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einei einfachen, auch bei elektrischen Kleingeräten verwertbaren und von Laienbenutzern bedienbaren Einrichtung der eingangs genannten Art.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

löst daß koaxial zum Schwinganker je Frequenzslufe eine Zusatzmasse gelagert ist, die durch eine feder gen Jen Schwinganker gedruckt und durch einen, fm ruhenden Teil des Apparates gelagerten und von der Gehäuseaußenseite verstellbaren Nocken gegen die Wirkung der Feder vom Schwinganker abgehoben werden kann.

Gemäß einer vorteilhalten Ausführungsiorm der Erfindung ist die Zusatzmasse in zwei beiderseits des Schwingankers angeordneten Teilmassen gegliedert, die zweckmäßigerweise massengleich ausgebildet sind, um die Symmetrie der Tangentialbeschleunigung beider Schwingamplituden zu erhalten.

Vorteilhaft greift dabei die Feder ausschließlich an den zugehörigen Teilmassen an, um den Einfluß etwaiger Lagerreibung der Feder auf das schwingende System auszuschließen.

Um bei eingerückter Stellung iler Teilmassen ein Anschlagen am Nocken /u verhindern, sind an den Teilmassen Aussparungen vorgesehen.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist schließlich bei einem Trockenrasierapparat mit Spannungswahlschalter die Stellvorrichtung mit dem Spannnngswahlschalter gekoppelt, no daß der Benutzer des Apparates sowohl die Frequenz als auch die Spannung mit einer einzigen Handbewegung einstellen kann.

In der Zeichnung ist em Ausiührungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 die Frontansicht eines teilweise aufgeschnittenen Trockenrasierapparates mit eingebautem Schwingankermotor, bei dem einige Bauteile der besseren Übersicht halber weggelassen sind,

Fig. 2 eine Ansicht längs der Schnittlinie 2-2 in Fig. 1.

Fig. 3 das schwingende System des Schwingankermotors gemäß Fig. 1,

Fig. 4 die gleiche Ansicht wie in Fig. 3, mit zusatzlichen Bauteilen,

Fig. 5 Einzelteile des Schwingankermotors in auseinandergezogener Darstellungsweise,

Fig. 6 eine Einzelheit in schematischer Darstellung.

Der in Fig. 1 dargestellte Trockenrasierapparat, bei dem die üblichen elektrischen Schaltelemente nicht eingezeichnet sind, besitzt ein längsgeteiltes Gehäuse 1, das aus zwei Schalen 2 und 3 besteht und einen abnehmbaren Rahmen 4 trägt, in dem eine Siebfolie 5 gewölbt eingespannt ist. Sie wirkt mit einem Messerblock 6 zusammen, der durch einen anschließend noch näher beschriebenen Schwingankermotor 7 über einen Schwingarm 8 in hin- und hergehende Bewegung versetzt und durch eine um das obere zylinderische Ende 9 des Schwingarmes 8 gewickelte Feder 10 gegen die Siebiolie 5 gedrückt wird. Der Schwingankermotor ist auf einer Montageplatte 11 befestigt, die ihrerseits an der einen Gehäuseschale 3 mittels Schrauben, von denen in Fi g. 2 nur eine Schraube 12 zu sehen ist, montiert ist. Der Motor besitzt einen Elektromagneten, von dem in der Zeichnung nur die beiden Polschuhe 13 und 14 und die Spulenkörper 15 und 16 dargestellt sind. Auf der Montageplatte Il ist ferner eine Achse 17 befestigt, auf der der oben bereits erwähnte Schwingarm schwenkbar gelagert ist, der seinerseits an seinem unteren Ende den Schwinganker 18 trägt, welcher mit den Polschuhen 13 und 14 zusammenwirkt. Am Schwinghebel 8 greifen zwei Schraubenfedern 19 und 20 an. die sich mit ihren äußeren Enden gegen zwei an der Montageplatte 11 angeformte Widerlager 21 und 22 abstützen. In einem Widerlager ist eine Schraube 23 geführt, die zur Einstellung der Ruhelage des Schwingankers 18 gegenüber den Polschuhen 13 und 14 dient. Das freie Ende der Achse 17 ist in einer Bohrung 24 (Fig. 5) einer etwa T-förmigen Brücke 25 gelagert, deren Joch 26 mit zwei Schrauben 27 und 28 an Sockeln 29 und 30 der Montageplatte U befestigt ist und somit die Polschuhe 13 und 14 gegen die Montageplatte 11 drückt. In Fig. 1 und 3 ist diese Brücke 25 weggelassen, um den Blick auf die darunterliegenden, anschließend beschriebenen Bauteile freizugeben.

Auf der Achse 17 ist zwischen dem Schwinghebel 8 '5 und der Brücke 25 eine Zusatzmasse in Form zweier aus Metall bestehenden Arme 31 und 32 schwenkbar gelagert, die an ihren freien Enden zylinderische Ansätze 33 und 34 tragen. Eine Feder 35 greift mit ihren rechtwinklig abgebogenen Enden 36 und 37 in Boh- -° Hingen 38 und 39 (Fig. 4) der Ansätze 33 und 34 ein und druckte die Arme gegen den Schwinganker 18 wie m Fig. 1 dargestellt ist.

In einer Öffnung 40 der Brücke 25 ist mittels eines Zapfens 41 ein an einer Scheibe 42 angeformter kreissegmentartiger Nocken 43 drehbar gelagert, der durch eine in ein Viereckloch 44 (Fig. 1 und 2) des Zapfens 41 einste.ckbaren Knopf 45 verstellbar ist. In Fig. 1 und 3 ist der Knopf 45 weggelassen. Wie insbesondere aus F i g. 2 zu ersehen ist, greift der Nocken 43 zwi-)° sehen die Arme 31 und 32 der Zusatzmasse und drückt sie, wenn er gemäß Fig. 3 in die obere Stellung gedreht ist, gegen die Wirkung der Feder 35 außer Eingriff mit dem Schwinganker 18. In der unteren, in F i g. 1 dargestellten Lage hingegen bleibt der Nocken 43 ohne Wirkung, die Arme 31 und 32 mit ihren Ansätzen 33 und 34 bleiben durch Wirkung der Feder 35 im Eingriff mit dem Schwinganker 18 und können mit diesen frei hin- und herschwingen. Ausnehmungen 46 und 47 an den Armen 31 und 32 gewährleisten, daß die Arme in der Eingriffsstellung gemäß Fig. 1 während ihrer Schwingbewegung nicht am Nocken 43 anschlagen.

Der Knopf 45 ragt durch eine Öffnung48 (Fig. 2) in der zugehörigen Gehäuseschale 2 nach außen, so daß er ohne weiteres zugänglich ist. An Ste'le eines geschlitzten Knopfes, der in üblicher Weise mittels einer Münze verdreht werden kann, kann selbstverständlich auch ein Rändelknopf verwendet werden. Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Einrichtungen ist wie folgt:

Das schwingende System des Schwingankermotors 7, bestehend aus dem Schwingarm 8 mit Feder 10, aus Messerblock 6 und Schwinganker 18 und aus den Schraubenfedern 19 und 20, ist in seiner Eigenfrequenz, die von der Masse der schwingenden Bauteile und den Federn abhängt, auf eine Netzfrequen/ von beispielsweise 60 Hz abgestimmt.

Die Zusatzmasse, bestehend aus der Feder 35 und den beiden Armen 31 und 32 mit den zylinderischen 6o Ansalzen 33 und 34 ist so bemessen, daß die Eigenfrequenz auf 50 Hz abfällt, wenn die Zusatzmasse der Masse des schwingenden Systems zugeschaltet wird. Dieser Zustand des schwingenden Systems ist in Fig. 1 dargestellt, und der Trockenrasierapparat kann 65 somit in dieser Schaltstellung mit einer Netzfrequenz von 50 Hz betrieben werden.

Soll der Apparat hingegen mit einer Netzfrequenz von 60 Hz betrieben werden, wird der Stellknopf

und mit ihm der Nocken 43 aus der in F i g. 1 dargestellten Lage um 180°. verdreht, wodurch der Nocken die beiden Arme 31 und 32 bzw. ihre Ansätze 33 und 34 außer Eingriff mit dem Schwinganker 18 drückt, wie in Fig. 3 dargestellt ist, so daß sie am Schwingvorgang nicht mehr teilnehmen, wodurch die Eigenfrequenz des schwingenden Systems wieder auf 60 Hz ansteigt.

Die Umstellung der Eigenfrequenz kann mit einem bei Trockenrasierapparaten üblichen Spannungswahlschalter, mit dem eine Anpassungen die jeweilige Netzspannung vorgenommen wird, beispielsweise 110 Volt oder 220 Volt, gekoppelt sein.

Wie die schematische Darstellung in Fig. 6 zeigt, ist zu diesem Zweck der Stellknopf 45 mit einem Zahnrad 49 versehen, das mit einem zweiten Zahnrad 50 kämmt, welches seinerseits mit einem Kontaktfinger 51 des Spannungswahlschalters 52 fest verbunden ist. Die Zahnräder sind so bemessen, daß eine Drehung des Knopfes 45 um 180° einer Drehung des Kontaktfingers 51 um 90° entspricht. Der Kontakttinger 51 überstreicht vier auf einer isolierplatte 53 des Spannungswahlschalters 52 um 90° versetzt angeordnete Kontakte 54, 55, 56 und 57, die über Drähte mit entsprechenden Anzapfungen der Spulenkörper in Verbindung stehen. Ebenso ist der K.onlaktfingcr 51 über einen Draht 58 mit dem einen Pol des nicht dargestellten Netzsteckers verbunden. Die Zuordnung des Nockens 43 zu den Kontakten des Spannungswahlschalters ist dabei so getroffen, daß folgendc Spannungen und Frequenzen geschaltet werden können;

Kontakt 54
Kontakt 55
Kontakt 56
Kontakt 57

110 Volt, (SO Hcrt/
110 Volt, 50 Hcrt/
220 Volt. r>() Hertz
220 Volt, 50 Herr/

Mit den Zahnrädern 49 oder 50 kann eine Anzeigevorrichtung verbunden sein, die die jeweilige Schaltstellung des T ockenrasierapparates von außen erkennen läßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Anpassung der Eigenfrequenz des schwingenden Systems eines Schwingankermotors an unterschiedliche Netzfrequenzen mittels Zusatzmassen, insbesondere für Trockenrasierapparate, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zum Schwinganker (18) je Frequenzstufe eine Zusatzmasse (33, 34) gelagert ist, die durch eine Feder (35) gegen den Schwinganker (18) gedrückt und durch einen im ruhenden Teil (25) des Apparates gelagerten und von der Gehäuseaußenseite verstellbaren Nocken (43) gegen die Wirkung der Feder (35) vom Schwinganker (18) abgehoben werden kann.

2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zusatzmasse in zwei beiderseits des Schwingankers angeordnete Teilmassen (31. 33 und 32, 34) gegliedert ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilmassen (31, 33 und 32, 34) massengleich sind.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (35) ausschließlich an den zugehörigen Teilmassen (31,33 bzw. 32, 34) angreift.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Teilmassen (31, 33 und 32, 34) Aussparungen (46 bzw. 47) vorgesehen sind, die bei eingerückter Stellung ein Anschlagen der Teilmassen am Nocken (43) verhindern.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (41 bis 45) mit einem Spannungswahlschalter (52) gekoppelt ist.